PDF《离岸微型综合能源系统多目标随机规划》

4 0 0~5

5 0 ℃) ;

同时为了保证热能 供应的稳定, 在余热锅炉上安装补燃装置.针对系 统中的较多中低温热能(

1 0 0~2

0 0 ℃) , 利用有机朗 肯循环( o r g a n i cR a n k i n ec y c l e , O R C) 回收中低温余 热发电, 进一步提高系统热效率[

2 2] .近年来为了保 护环境, 碳捕集与封存( c a r b o nc a p t u r e a n ds t o r a g e , C C S ) 等装置[

2 3] 也被引入OM I E S 中. 图3是OM I E S的多能流模型. 图3 OM I E S的多能流模型 F i g .

3 M u l t i - e n e r g y f l o wm o d e l o fOM I E S OM I E S以来自生产工艺环节的能源 PA 与外 界补给的天然气或柴油 Pg 为燃料, 燃气轮机( G T)

0 3

1 2

0 1 9,

4 3 (

7 ) ・学术研究・ h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 和余热补燃锅炉( G B) 分别是电站、 热站 的核心设备, 负责主要的电、 热供应.余热补燃锅炉以燃气轮 机的高温尾气为热源, 在余热不足时才补给燃料补 热;

经余热补燃锅炉排出的低温尾气再经 O R C, 进 一步回收余热发电.C C S负责捕捉一定量的 C O 2, 但同时会消耗电能和热能.图3中的 C O

2 流指该 环节所产生/吸收的 C O 2, PG T, g 和PG B, g 分别为燃 气轮机与锅炉的进料量;

EG T 和EO R C 分别为燃气轮 机与 O R C 的发电功率, EC C S 为CCS的耗电功率, EE S 为电池充/放电功率;

QG T 为锅炉利用的高温余 热量, QO 为锅炉加热的导热介质所含的热量, QO R C 为ORC利用的低温余热量, QC C S 为CCS消耗的热 量, QH S 为蓄热池充/放热功率;

DG T 和DG B 分别为 燃气轮 机与锅炉的CO2排放量, DC C S 为CCS的CO2捕捉存储量;

Le, Lh, LD 分别为 OM I E S 的电 负荷、热负荷与CO2最终排放量. 图3所示OM I E S的输入输出能量转化关系、 具体推导过程与 相关参数解释见附录 A 式( A

1 ) ―式( A

1 1 ) . 2.

2 OM I E S不确定性分析 OM I E S所处环境相对复杂, 系统惯性小, 需考 虑各种因素带来的不确定性影响.生产工艺环节与 外部环境的不确定性是影响 OM I E S运行的主要原 因.两类不确定性 具有不同的特点, 且对OM I E S 造成的影响也不同.例如, 海上平台群 OM I E S 与 生产工艺环节结构联系紧密, 其不确定性主要来自 生产工艺环节.舰船 OM I E S的主要不确定性因素 来自海洋环境, 如海风和海浪[

2 4] . 海上油气平台的生产工艺环节承担着海上油气 田开采生产任务, 为避免将采出的伴生气直接排空 造成浪费和污染, 常将伴生气作为海上平台群OM I E S的输入燃料.由于开采过程中油气比与开 采环境不断变化导致伴生气产量随机波动, 当伴生 气产量不能满足供能需求时, 启用平台备用燃料以 保证供能的可靠性.同时, 海上平台群 OM I E S 的 电热负荷需求也由生产工 况实时决定.如图

3 所示, 海上平台群 OM I E S输出的电热能作为生产工 艺环节的用能输入, 而生产工艺环节产出的伴生气 又作为 OM I E S的燃料输入.生产工艺环节的不确 定性使 OM I E S的电、 热负荷与伴生气产量高度耦 合, 三者呈正相关的关系.不同于海上平台群, 舰船 OM I E S的燃料会在舰船出航前储备充裕, 供应相对 稳定, 且舰船的生产工艺环节不与舰船 OM I E S的 输入端耦合, 其OM I E S的运行状况及燃料使用主 要受海上环境和运行速度的影响.因此, 考虑不确 定性影响的 OM I E S随机规划模型应能较好地适应 能源供应端与负荷侧相互独立, 也可能相互耦合的 情况. 本文利用 C o p u l a函数来近似描述这类多元变 量相关的联合分布函数.C o p u l a函数具有将变量 的累积分布同边缘分布函数连接的功能, 可以较好 地模拟联合分布函数[